[发明专利]一种CMP工艺仿真方法和系统

权利要求书

1.一种CMP工艺仿真方法，其特征在于，包括：

提取网格化的待研磨芯片中任一网格区域内的图形特征参数；

根据所述图形特征参数和膜层淀积速率方程，仿真获得所述网格区域沉积膜层后的初始表面高度，其中，所述膜层为多晶硅栅极层；

根据所述初始表面高度计算所述网格区域与研磨垫之间的接触压力，并根据所述接触压力计算所述网格区域的研磨去除速率；

根据所述网格区域的初始表面高度和所述研磨去除速率对所述待研磨芯片表面进行形貌仿真，以获得所述待研磨芯片表面膜层的实时表面高度；

其中，获得所述网格区域沉积膜层后的初始表面高度的过程包括：根据所述图形特征参数获得所述网格区域内的沟槽分布；根据所述膜层淀积速率方程获得所述沟槽上表面的初始表面高度、所述沟槽侧壁的初始表面高度和所述沟槽底部的初始表面高度。

2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述膜层沉积速率方程包括：

其中，是初始表面高度，是平衡淀积系数，是淀积气体浓度，是吸附系数，是迁移系数，是吸附率，是迁移率，是标准淀积速率，是表面迁移率参数。

3.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，计算所述网格区域与研磨垫之间的接触压力的过程包括：

采用接触力学方程计算所述网格区域与研磨垫之间的接触压力。

4.根据权利要求3所述的仿真方法，其特征在于，所述接触压力满足以下关系式：

其中， 和是积分变量，是泊松比，是弹性模量，是形变后所述研磨垫与所述待研磨芯片表面的间隔，是初始时所述研磨垫与所述待研磨芯片表面的间隔，是所述研磨垫的整体位移，是所述研磨垫与所述待研磨芯片的接触区域；是时刻的外加载荷，是所述研磨垫与所述待研磨芯片的整个接触表面区域。

5.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述研磨去除速率MRR满足以下关系式：

；

其中，K为研磨率常数，p为接触压力，v为研磨垫与芯片表面间的相对滑动速率，ρ为芯片版图密度。

6.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述膜层为鳍式场效应晶体管的多晶硅栅极层。

7.一种CMP工艺仿真系统，其特征在于，包括：

特征提取模块，用于提取网格化的待研磨芯片中任一网格区域内的图形特征参数；

初始表面高度仿真模块，用于根据所述图形特征参数和膜层淀积速率方程，仿真获得所述网格区域沉积膜层后的初始表面高度，其中，所述膜层为多晶硅栅极层；

计算模块，用于根据所述初始表面高度计算所述网格区域与研磨垫之间的接触压力，并根据所述接触压力计算所述网格区域的研磨去除速率；

实时表面高度仿真模块，用于根据所述网格区域的初始表面高度和所述研磨去除速率，仿真获得所述待研磨芯片表面膜层的实时表面高度；

其中，所述初始表面高度仿真模块包括沟槽上表面初始表面高度仿真单元、沟槽侧壁初始表面高度仿真单元和沟槽底部初始表面高度仿真单元；

所述沟槽上表面初始表面高度仿真单元用于根据所述膜层淀积速率方程获得所述沟槽上表面的初始表面高度；

所述沟槽侧壁初始表面高度仿真单元用于根据所述膜层淀积速率方程获得所述沟槽侧壁的初始表面高度；

所述沟槽底部初始表面高度仿真单元用于根据所述膜层淀积速率方程获得所述沟槽底部的初始表面高度。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括接触压力计算单元和研磨去除速率计算单元；

所述接触压力计算单元用于根据所述初始表面高度计算所述网格区域与研磨垫之间的接触压力；

所述研磨去除速率计算单元用于根据所述接触压力计算所述网格区域的研磨去除速率。